с Физикой . 1. ЭДС батарейки карманного фонарика равна 3,5 В, внутреннее сопротивление 1,2 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление 10,8 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?
2. Определите силу тока при коротком замыкании батарейки с ЭДС 6 В, если при замыкании её на внешнее сопротивление 2 Ом ток в цепи равен 1 А.
3. Источник тока с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом замкнут никелиновой проволокой длиной 2,1 м и сечением 0,21 мм2. Определите напряжение на зажимах источника тока.
4. Элемент с ЭДС 2,5 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом соединён с реостатом. Определить силу тока в цепи и сопротивление реостата, если напряжение на зажимах элемента 2,2 В. Какой длины надо взять для изготовления реостата никелиновую проволоку, если площадь сечения 0,4 мм2. Удельное сопротивление никелина 0,4
5. При подключении к батареи гальванических элементов резистора сопротивлением 9 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 4 Ом сила тока стала 1,5 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
В данном случае у нас есть формула для полного сопротивления в цепи: R_полное = R_внешнее + R_внутреннее, где R_полное - полное сопротивление цепи, R_внешнее - сопротивление внешней нагрузки, R_внутреннее - внутреннее сопротивление источника тока (батарейки).
По условию, ЭДС (обозначим ее E) батарейки равна 3,5 В, внутреннее сопротивление (обозначим его r) равно 1,2 Ом, а сопротивление внешней нагрузки (обозначим его R_внешнее) равно 10,8 Ом.
Напряжение на зажимах батарейки (обозначим его U) можно найти, используя формулу U = E - I * r, где I – сила тока.
Для того чтобы найти силу тока (I) в данной задаче, мы можем использовать закон Ома, где I = U / R_полное.
Подставляя значения и решая уравнение, мы найдем значение I.
Теперь пошагово решим задачу:
a) Найдем полное сопротивление цепи:
R_полное = R_внешнее + R_внутреннее = 10,8 Ом + 1,2 Ом = 12 Ом
b) Найдем силу тока в цепи:
I = U / R_полное
= 3,5 В / 12 Ом
≈ 0,29 A
c) Найдем напряжение на зажимах батарейки:
U = E - I * r
= 3,5 В - 0,29 A * 1,2 Ом
≈ 3,16 В
Таким образом, напряжение на зажимах батарейки составляет примерно 3,16 В.
2. Для решения этой задачи, мы также будем использовать закон Ома в форме U = I * R, где U - напряжение, I - сила тока и R - сопротивление.
В данном случае, у нас есть формула для силы тока: I = E / (R_внешнее + r), где E - ЭДС источника тока, R_внешнее - сопротивление внешней нагрузки и r - внутреннее сопротивление источника тока (батарейки).
По условию, ЭДС (E) батарейки равна 6 В, сила тока (I), когда батарейка замкнута на внешнее сопротивление (R_внешнее) равна 1 А, а внешнее сопротивление (R_внешнее) равно 2 Ом.
Найдем силу тока (I) при коротком замыкании, т.е. когда внешнее сопротивление (R_внешнее) равно 0 Ом.
Теперь пошагово решим задачу:
a) Найдем сопротивление в цепи, когда R_внешнее = 0 Ом:
R_полное = R_внешнее + r = 0 Ом + r = r
b) Найдем силу тока в цепи (короткое замыкание):
I = E / R_полное
= 6 В / r
c) По условию, когда R_внешнее = 2 Ом, I равно 1 А. Подставим эти значения в формулу и найдем r:
1 А = 6 В / r
1 А * r = 6 В
r = 6 В / 1 А
r = 6 Ом
Таким образом, сила тока при коротком замыкании батарейки с ЭДС 6 В равна 1 А.
3. Для решения этой задачи, мы будем использовать закон Ома в форме U = I * R.
По условию, ЭДС (E) источника тока равна 2 В, внутреннее сопротивление (r) равно 0,8 Ом, длина проволоки (l) равна 2,1 м и площадь сечения проволоки (A) равна 0,21 мм².
Также, для никелина дано его удельное сопротивление (ρ), которое равно 0,4 Ом * мм² / м.
Найдем сопротивление проволоки, используя формулу R = ρ * (l / A).
Найдем силу тока в цепи, используя закон Ома: I = E / (R_внешнее + r), где R_внешнее - сопротивление внешней нагрузки.
Теперь пошагово решим задачу:
a) Найдем сопротивление проволоки:
R = ρ * (l / A)
= 0,4 Ом * мм² / м * (2,1 м / (0,21 мм²))
= 4 Ом * (10 мм² / 0,21 мм²)
≈ 190 Ом
b) Подставим значения в формулу для силы тока:
I = E / (R_внешнее + r)
= 2 В / (R_внешнее + 0,8 Ом)
c) Ответ будет зависеть от значения внешнего сопротивления (R_внешнее), которое не указано в условии задачи. При данных условиях ответ будет представлять собой выражение 2 В / (R_внешнее + 0,8 Ом).
4. Для решения этой задачи, мы будем использовать закон Ома в форме U = I * R.
По условию, ЭДС (E) элемента равна 2,5 В, внутреннее сопротивление (r) равно 0,3 Ом и напряжение на зажимах элемента (U) равно 2,2 В.
Найдем силу тока в цепи, используя закон Ома: I = U / (R_внешнее + r), где R_внешнее - сопротивление внешней нагрузки.
Найдем сопротивление реостата, используя формулу R_внешнее = U / I - r.
Найдем длину никелиновой проволоки для изготовления реостата, используя формулу R = ρ * (l / A), где R - сопротивление реостата, l - длина проволоки, A - площадь сечения проволоки и ρ - удельное сопротивление никелина.
Теперь пошагово решим задачу:
a) Найдем силу тока в цепи:
I = U / (R_внешнее + r)
= 2,2 В / (R_внешнее + 0,3 Ом)
b) Найдем сопротивление реостата:
R_внешнее = U / I - r
= 2,2 В / I - 0,3 Ом
c) Подставим значения в формулу для сопротивления реостата:
0,4 Ом * (l / (0,4 мм²))
R_внешнее = U / I - 0,3 Ом
= 2,2 В / I - 0,3 Ом
d) Найдем длину проволоки:
R_внешнее = 190 Ом
l = ρ * (A * R_внешнее)
= 0,4 Ом * мм² / м * (0,4 мм² * 190 Ом)
≈ 30 м
Таким образом, чтобы изготовить реостат с заданными параметрами, необходимо взять никелиновую проволоку длиной примерно 30 м.
5. Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать систему уравнений, основываясь на законах Кирхгофа.
По условию, при подключении резистора сопротивлением 9 Ом сила тока в цепи равна 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 4 Ом сила тока стала 1,5 А. Также, нам нужно найти ЭДС (E) и внутреннее сопротивление (r) батареи.
Используя закон Ома (U = I * R), где U - напряжение, I - сила тока и R - сопротивление, мы можем установить следующие уравнения для каждого сопротивления:
U_9Ом = 1 А * 9 Ом
U_4Ом = 1,5 А * 4 Ом
E - 9 Ом * 1 А = 1,5 А * 4 Ом
Теперь пошагово решим задачу:
a) Найдем напряжение на резисторе сопротивлением 9 Ом:
U_9Ом = 1 А * 9 Ом
= 9 В
b) Найдем напряжение на резисторе сопротивлением 4 Ом:
U_4Ом = 1,5 А * 4 Ом
= 6 В
c) Найдем ЭДС и внутреннее сопротивление батареи, используя третье уравнение:
E - 9 В = 6 В
E = 15 В
Таким образом, ЭДС батареи равна 15 В, а внутреннее сопротивление - 9 Ом.